Толстопленочная технология

пайка оплавлением в печах Hengli Eletek
Рис. 1
Реализация толстопленочной технологии
Толстоплёночная технология - альтернатива технологии печатных плат. Она применяется для производства ответственных изделий, где требуется повышенный срок эксплуатации, термическая стойкость, механическая прочность, высокая электропроводность, низкие диэлектрические потери и так далее. Подложки на основе оксида алюминия со сформированной топологией применяются в агрессивных средах и успешно себя зарекомендовали там, где традиционные материалы, как фторопласт (FR4), дают сбой.

Толстопленочная технология нашла своё широкое применение в автомобильной и аэрокосмической индустрии, производстве медицинского оборудования, силовой электронике, гибридной микроэлектронике, производстве сенсоров, электронных компонентов, светодиодного освещения и других отраслях.

Функциональные слои в толстопленочной технологии формируются методом трафаретной печати. В качестве подложки наиболее распространены алюмооксидные подложки с содержанием Al 96%. Проводящие, резистивные и диэлектрические слои последовательно наносятся на подложку с использованием специальных трафаретов для формирования заданной топологии.

После нанесения каждого слоя толстых плёнок проводится их предварительная сушка при температуре 80-150оС в течение 10 - 30 мин для полного удаления растворителей. Процесс сушки может проходить как в отдельной печи инфракрасного нагрева, либо нагрева горячим циркулирующим воздухом, так и быть предварительной стадией в конвейерной печи для вжигания тостых плёнок.

Вжигание обычно проводится в интервале температур 500оС – 1000оС и в среднем длится от 15 до 60 минут, в зависимости от типа используемых паст. Стандартное время выдержки при максимальной температуре около 10 минут. Тип рабочей атмосферы в печи также зависит от применяемых паст. Для материалов несклонных к окислению при температурах вжигания используется воздушная атмосфера, для других материалов, как медь, требуется проводить вжигание в восстановительной атмосфере для предотвращения образования оксидных плёнок и брака изделия. В процессе вжигания паст особенно важным фактором является полное удаление органических компонентов для предотвращения образования пузырей в материале и будущих коротких замыканий в формируемой электрической цепи. Для этого в печи с азотной восстановительной атмосферой необходимо обеспечить равномерный поток газа и минимальную концентрацию кислорода в температурных зонах печи и точно контролировать эти параметры.

Процессы нанесения пасты, сушки и вжигания последовательно повторяются и составляют основу толстоплёночной технологии. После нанесения всех слоёв может проводиться лазерная подгонка резисторов и конденсаторов до заданной точности.